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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 반도체 제조 기술이 고도화될수록 미세한 결함을 찾아내고 회로 구조를 정밀하게 측정하는 검사·계측 장비의 중요성도 커지고 있다.

특히 3D 낸드의 적층 단수가 높아지면서 고종횡비 식각(반도체 웨이퍼에 폭은 좁고 깊이는 매우 깊은 구멍이나 통로를 만드는 식각 공정) 구조의 검사·계측과 미세 패턴을 정밀하게 제어하는 기술이 수율 경쟁의 핵심 요소로 부상하고 있다.

이러한 점에서 중국 반도체 검사·계측 장비 전문 업체 중과비측(中科飛測∙SKYVERSE 688361.SH)에 대한 재평가가 이뤄지고 있다.

중국 반도체 장비 국산화가 본격화되는 가운데, 중국 최대 낸드플래시 제조사 양쯔메모리(YMTC·長江存儲)를 핵심 고객사로 확보한 중과비측이 첨단 검사·계측 장비와 현지 생산·연구개발 거점을 기반으로 YMTC 공급망에서 입지를 넓혀갈 수 있을지 주목된다.

◆ 반도체 검사·계측 장비 국산화 핵심 구성원

2014년 12월 설립된 중과비측은 반도체 제조 공정에서 웨이퍼와 회로 구조의 결함을 찾아내는 검사 장비와 박막 두께·표면 형상 등 공정 특성을 측정하는 계측 장비를 개발·생산하고 있다.

광학 검사 기술과 데이터 분석 알고리즘, 자동화 제어 소프트웨어를 핵심 기술 기반으로 삼아 반도체 제조 과정의 품질 관리와 수율 개선을 지원하는 것이 사업의 핵심이다.

회사의 성장 과정은 반도체 검사·계측 장비의 국산화와 제품군 확장으로 요약된다.

설립 초기에는 무패턴 웨이퍼 결함 검사 장비를 중심으로 기술을 개발해 2016년 중국 주요 고객사의 생산라인 검증에 진입했다.

2017년에는 무패턴 웨이퍼 검사 장비가 중국 최대 파운드리 SMIC(中芯國際∙중신궈지 688981.SH/0981.HK)의 생산라인 검증을 통과하고, 3차원 형상 계측 장비도 중국 패키징∙테스트 서비스 제공업체 장전테크놀로지(長電科技∙JCET 600584.SH) 생산라인 검증을 받는 등으로 고객 기반을 넓혔다.

2018년 중과비측이 개발한 패턴 웨이퍼 검사 장비가 장전테크놀로지 생산라인 검증을 통과했고, 2019년에는 3차원 형상 계측장비가 YMTC의 집적회로 전공정 생산라인에 투입됐다.

2020년에는 박막 두께 계측 장비가 중국 대표 IDM(종합반도체기업) 항주실란전자(SILAN∙士蘭微 600460.SH)의 반도체 전공정 생산라인에 도입됐다.

2023년 5월 19일에는 상하이증권거래소 과창판(科創板∙커촹반, 상하이증권거래소 산하의 과학기술주 전용 거래시장)에 상장하면서 자본력을 강화하게 된다. 이어 2024년 중과비측은 반도체 검사∙계측 출하량 1000대라는 이정표적 기록도 세운다.

현재는 웨이퍼 결함 검사 장비와 3차원 형상·박막 두께 계측 장비를 비롯해 다양한 반도체 공정 품질관리 장비와 관련 소프트웨어를 공급하고 있다.

특히 광학 이미징과 결함 분석 알고리즘, 자동화 제어 기술을 결합해 전공정부터 첨단 패키징까지 적용 범위를 넓히고 있다.

회사는 검사·계측 장비를 통해 공정 중 발생하는 미세 결함과 재료 특성을 정밀하게 파악하고, 이를 수율 관리 소프트웨어와 연계해 반도체 제조사의 품질 관리 효율을 높이는 솔루션을 제공하는 데 주력하고 있다.

◆ 결함 검사·계측·소프트웨어 '3대 사업라인'

중과비측은 웨이퍼 결함 검사부터 미세 회로 계측, 수율 관리 소프트웨어까지 제품 포트폴리오를 확대하며 반도체 품질 관리 장비 시장 공략에 속도를 내고 있다. 기존 반도체 전공정 중심의 검사·계측 장비 사업을 기반으로 3D 낸드와 고대역폭메모리(HBM), 2.5D·3D 첨단 패키징 등으로 적용 분야를 넓히는 모습이다.

중과비측 사업라인은 크게 △반도체 결함 검사 장비 △반도체 계측 장비 △반도체 수율 관리 소프트웨어 등 세 축으로 구성된다.

회사는 광학·전자빔·X선 등 세 가지 핵심 기술 경로를 활용한 13개 장비 제품군과 3개 소프트웨어 제품군을 갖추고 있다. 반도체 제조 과정에서 발생하는 결함을 찾아내는 데 그치지 않고, 회로 구조와 박막 특성을 정밀하게 측정하고 검사 결과를 통합 분석해 생산 수율을 높이는 솔루션을 제공하는 것이 사업 전략의 핵심이다.

1. 반도체 결함 검사 장비

반도체 결함 검사 장비는 웨이퍼 표면이나 회로 구조에 발생한 입자 오염, 표면 손상, 단선·단락 등 공정 품질에 영향을 미치는 결함을 찾아내는 장비다.

중과비측은 무패턴 웨이퍼 검사, 패턴 웨이퍼 검사, 명시야(BF·Bright Field) 나노 패턴 검사, 암시야(DF·Dark Field) 나노 패턴 검사 등 네 가지 제품군을 보유하고 있다.

무패턴 웨이퍼 결함 검사 장비는 회로 패턴을 형성하기 전 웨이퍼 표면의 입자와 미세 결함을 검출한다. 반도체 제조 공정에 투입되는 웨이퍼의 품질을 확인하고, 확산·박막·노광 등 주요 공정에서 발생하는 오염과 입자 결함을 모니터링하는 데 활용된다.

회사는 3세대와 4세대 제품이 중국 주요 로직 및 메모리 고객사의 검증을 통과했으며, 국내 주요 반도체 제조기업 생산라인에 적용되고 있다고 밝혔다. 심자외선(DUV) 이미징 스캐닝 기술을 적용해 웨이퍼 표면의 입자 결함을 검출하고 유형과 분포를 파악하는 것이 특징이다.

패턴 웨이퍼 결함 검사 장비는 회로 패턴이 형성된 웨이퍼를 대상으로 2차원·3차원 구조의 결함을 검사한다. 특히 메모리 반도체의 복잡한 입체 구조와 다층 접합 공정에서 발생할 수 있는 결함을 검출하는 데 활용된다. 중과비측은 고속 자동 초점 조정과 다중 조명 시스템 등을 적용해 다양한 패턴과 웨이퍼 표면 형상에 대응하고 있다.

회사는 HBM 등 신흥 첨단 패키징 분야에 적용되는 3차원 자동광학검사(3D AOI) 장비가 중국 주요 고객사의 검증을 통과했다고 밝혔다.

명시야 나노 패턴 웨이퍼 결함 검사 장비는 명시야 광학 이미징을 활용해 회로 패턴 표면의 나노미터급 결함을 검출한다. 다양한 조명·이미징 시스템과 배율 전환 기능을 활용해 검사 정밀도와 속도를 조절할 수 있다.

2026년 상반기 기준 성숙 공정용 제품은 중국 고객사 생산라인 검증을 통과해 양산 판매에 들어갔으며, 첨단 공정용 제품은 주요 로직·메모리 고객사에서 검증과 적용 개발이 진행되고 있다.

암시야 나노 패턴 웨이퍼 결함 검사 장비는 복잡한 회로 패턴 표면에서 발생하는 미세 결함을 검출하는 제품이다. 심자외선 레이저 암시야 스캐닝 및 이미징 기술을 활용해 패턴 표면의 나노미터급 결함을 빠르게 찾아내고 분류한다.

회사에 따르면 해당 장비는 2026년 상반기 중국 주요 로직·메모리 및 첨단 패키징 고객사의 생산라인 검증을 통과하고 양산 판매를 시작했으며, 출하 장비와 고객 주문도 증가하고 있다.

 <[中 거인의 공급망] ②③반도체 검사·계측 강자 '중과비측' 없으면 'YMTC'도 없다>로 이어짐.

pxx17@newspim.com